烟气排放连续监测系统(CEMS)培训资料

烟气排放连续监测系统（CEMS）培训资料烟气连续监测系统CEMS火电厂烟囱排放排放物：SO2,NOx,尘埃,有毒气体排放物构成了对环境、对人类的污染、伤害。《火电厂大气污染物排放标准》GB13223-96《中华人民共和国大气污染防治法》2000年9月1日起实施《火电厂烟气连续监测系统典型设备技术规范书》G-HB97-01《火电厂烟气连续排放连续监测技术规程》HJ/T-2000《固定污染源排放中颗粒物测定与气态污染物采样方法》GB/T16157-1996《烟气采样器技术条件》HJ/T47-1999《烟尘采样器技术条件》HJ/T48-1999《固定污染源烟气排放连续监测技术规范》HJ/T75-2007《固定污染源烟气连续监测系统要求及检测方法》HJ/T76-2007中国烟气排放的有关法规CEMS系统组成1、烟气成份分析系统1.1分析对象：SO2,NOx,O21.2系统构成采样单元样品预处理单元分析仪表2.烟尘浓度监测系统3.质量流量检测系统流量：Qs压力：P温度：T湿度：H2O4.数据采集、处理及控制系统烟气排放连续监测系统SCS-900seriesSCS-900series结构示意图采样单元采样单元的作用是将烟道中气体取出并输送到预处理单元。这期间不能发生尘埃堵塞和形成酸雨。采样器选用的是电加热直接抽取法，由下列几个部件组成：＊采样头：ф35mm不锈钢管，伸进烟道1M处左右位置，样气通过此管进入采样器。＊碳化硅陶瓷过滤器：过滤精度为5-10μm，烟道中尘埃绝大部分被挡在过滤器之外＊电加热管：为防止在采样单元结水而建立的。电加热温度控制在180℃左右。＊法兰对接：采样单元法兰与工艺管口法兰相对接，完成采样单元安装。＊金属固定支架外壳：采样单元各部件有机地连接在一起，达到防雨防尘的目的。烟气排放连续监测系统SCS-900series采样单元烟气排放连续监测系统SCS-900series采样器主要部件图烟气排放连续监测系统SCS-900series采样器及反吹系统示意图烟气排放连续监测系统SCS-900series反吹系统为了防止尘埃在过滤器周围堆积，造成堵塞影响样气流动，必须定时进行反吹。反吹周期时间根据具体工况，由PLC进行控制。烟气成份分析系统组成采样管采用电伴热形式，中间样气管采用聚四氟乙烯耐腐蚀软管。采样管内温度控制在140-160℃，使得烟气中水含量以蒸气状态存在，防止水结露与SO2生成酸，并有报警装置。PT100测温电阻温度范围140－160度∮8聚四氟乙烯管保温材料电拌热带采样管内部结构示意图样气管烟气成份分析系统组成∮50聚氯乙烯管BǘhlerCEMS-加热采样探头样品预处理单元将烟道中的气体按照分析仪器能够接受的压力、温度、流量、含水量、含尘量以及干净程度完成其处理功能。主要完成以下几项工作：样品抽取：用取样泵将烟道中气体抽取，供分析仪器测量SO2、NOx、O2的含量。气水分离：样气温度下降出现游离水，气水分离器将气、水分开，然后将水排出。冷凝除水：压缩机致冷器除水，蠕动泵排水，并且用膜式除湿器除去样气中含水量。精密过滤：进一步除尘，保证整个过滤精度在0.5μm以下。标定：定时对仪器进行零点和量程标定。快速回流：在满足仪器所需流量情况下，为提高分析效果减少滞后所采取的措施。流量调节：保证仪器的进样流量大于2L/min。样品预处理单元样品预处理装置样品预处理装置预处理系统RV2排气空气冷凝水冷凝水标气仪表风A1排气分析仪表柜预处理系统压缩机制冷器气水分离器膜式过滤器取样泵精密过滤器预处理系统◆有三个不分光红外通道◆测氧探头◆用空气自动标定◆菜单式操作◆测量范围和输出信号可调ULTRAMAT23经济的多组份气体分析仪◆自解释简单文本菜单◆按钮操作◆选取所有内部功能和操作参数◆操作密码保护ULTRAMAT23操作简便◆大的,易读的显示器◆单位可选(ppm,%,mg/m3)◆具有报警,出错,限制,维护,泵,编码信息◆记录ULTRAMAT23显示–––所有信息一目了然•M◆单光束不分光红外方法,气体充满检测器◆双层和三层检测器,有最大的选择性◆自动标定功能--用大气标定ULTRAMAT23分析装置–––性能的核心1、红外光源2、反射器3、切光片4、马达5、样品池6、窗口7、第一检测器8、第二检测器9、第三检测器（耦合器）10、毛细管11、微流量传感器12、滑块部件组成及功能M1256129811107样气出口样气入口34•空气•M在自动标定过程中,采样单元将泵入空气.这样产生最高检测信号U0(没有预先吸收)•0•U0•检测器信号•U•浓度•ppm/%•基准•洁净样品单元ULTRAMAT23单点自动标定•S=•U0-U•U0•=•F•U0-F•U•F•U0•U0-U•U0•=•U•c•U0•F•U0=U0‘•洁净的•被污染的•U•F•U•浓度ULTRAMAT23独特的自动标定◆12个以上可编址的信道最多48个组件◆远程操作和编程◆通过调制解调器可远程维护和服务◆访问所有诊断数据◆修正两台分析仪之间的干扰6系列andULTRAMAT23适应SIPROMGA-网络2、尘埃浓度检测系统浊度法：德国DURAGD-R216英国DOSM200光散射法：Model2030尘埃浓度检测系统光散射法：Model2030烟尘浓度监测仪系统包括：光学部分；电路部分；定标器；风室；外形图定标器尘埃浓度检测系统光学部分包括：激光光源、功率控制器、光电传感器、散射光接收器。激光光源及功率控制保证光源的稳定性,激光器发出的650nm束以一个微小的角度射入排放源,激光束与烟尘粒子作用产生散射光,背向散射光通过接受系统进入传感器转变成电信号进行处理。测量区的大小由通过光栏、接受镜头参数及传感器大小和光源的探角决定光学部分电路部分实现光电转换、激光束的调制、信号放大、解调、光源的功率控制、V/I转换功能。定标器用于产生一稳定的光信号,对仪器进行零点及跨度标定。风室为一腔体,留有与清洁空气源连接的接口,用于保护仪器不被烟气污染。电路部分、定标器、风室反射折射吸收衍射光颗粒物粒子光捕集器区域前散射区域90度区域散射光强度光捕集器区域光捕集器区域后散射区域发射光从示意图中可以看到，颗粒物光散射强度的方式依次排列为前散射、后散射、900散射，使用小角度比其他角度仪器更灵敏。粉尘监测法—散射法示意图烟尘颗粒接收器光源烟尘颗粒θαθβθ光源光电接收器透镜将一光束射入烟道，光束与烟尘颗粒相互作用产生散射，散射光的强弱与总散射截面成正比，当烟尘浓度升高时烟尘的总散射截面增大，散射光增强，通过测量散射光的强弱，即可得到烟尘颗粒物的浓度。外置式后散射光颗粒物监测原理可选吹扫系统过滤器吹扫风机连接管防雨箱烟尘监测仪本体连接螺栓烟囱壁法兰系统连接图电流环路Chuan传感传感器接收镜头光栏光源排放源预处理及功率控制调制放大解调V/I转换系统原理图213424V电源及4-20mA公共端24V电源+连接机壳连接信号4-20mA+1234+_+24VDC4~20mA电气连接图散热片跨度调整零点调整校准旋钮示意图校准旋钮示意图◆采用激光背散射原理，不怕烟道的机械振动及烟气温度不均造成的折射率不均造成的光束摆动◆单端安装，无需对中◆采用标准0-20/4-20mA工业标准电流输出，连接方便◆仪器整体功耗非常小,大约5w左右◆在特殊的要求条件下测量区大小可以订制Model2030技术特点3.质量、流量检测系统方法：差压法结构：皮托管差压变送器原理：根据差压法测定烟气排放量。利用压力传感器测定皮托管承受的动压和静压。动压和静压与被测烟气的流速成一定的比例关系，从而可定量烟气的流量。质量、流量检测系统烟道断面各点（平均）流速计算公式•——烟道某断面平均流速（m/s）•——各点测出的流速（m/s)•Kp——皮托管修正系数•Ts——排气温度（℃）•Ms——湿排气分子量（Kg/Kmol)•Ba——大气压力（Pa）•Ps——排气静压（Pa）•Pdi——排气动压（Pa）计算公式3.2烟气流量湿烟气流量（在工况条件下）Qs=3600FVs(M3/h)其中：F——测孔处烟气截面积（M2）Vs——测孔处烟气截面湿烟气平均流速（M/s)烟气流量其中：Qsn——标准状况下干气排放量（M3/h）Qs——湿烟气流量（M3/h）Ba——大气压力（Pa）Ps——烟气静压（Pa）Ts——烟气温度（℃）Xsw——烟气湿度（水含量百分比%）Ba+Ps273Qsn=Qs•————•————•(1-Xsw)101300273+Ts标准状况下干烟气流量（排放量）湿度测量方法：直接测量法：利于湿度仪直接测含水量——电容法近似计算法：测量干氧和湿氧含量干氧——由U23直接测量湿氧——用氧化锆分析仪测量计算公式：O2%（湿氧）H2O%=100（1--------------）+0.8%O2%（干氧）湿度测量方法：较高的测量精度，稳定性流量计无活动部件，可以在较恶劣条件下使用适用范围广，使用寿命与测量量程之比为100:1介质温度适用范围广，从-40℃——400℃特点4.数据采集、处理和控制系统4.1检测数据气体浓度参数尘埃浓度参数气体流量参数湿度参数温度、压力参数数据采集、处理和控制系统检测信号传输监测分析柜电控柜样气预处理系统烟囱分析室环保局CEMS系统图CEMS系统图4.2组成可编程逻辑控制器（PLC）数据处理及控制子系统（DAS）DELL计算机显示器打印机UPS组成4.3特点PAS-DAS数据采集、控制系统软件软件是PAS公司专门为火电厂的烟气连续监测（CEM）而设计开发的中文版本。PAS-DAS用来获取和处理来自各分析仪传输来的数据，并进行实时而有效的控制和处理。对CEM厂商的分析仪具有良好的兼容性。PAS-DAS的开发充分参考了中国环境法规。能满足中国环保局、电力行业对烟气连续监测系统的关于数据、报表的要求。特点4.4功能4.4.1可编程逻辑控制器（PLC）PLC是CEM系统的数据采集、控制单元。提供24小时的记录接口系统，可以将加工过的数据传输给DAS，其控制指令通过DAS激活。◆自动控制烟气抽取，将样气提供给分析仪◆执行分析仪的零点和量程校准◆自动反吹和冷凝液排放◆显示CEMS状态（采样/校零/反吹）◆报警，计算，定义，扩展◆信号传输与DAS通讯功能4.4.2数据处理及控制子系统数据采集数据处理数据保存数据显示数据打印适应性强系统操作具有数据的安全性和保密性数据传输数据丢失处理数据处理及控制子系统4.4.3设备清单1、主机电脑主机1台显示器1台打字机1台UPS1台2、软件附：软件加密狗1套3、其他RS232转换器1个总线连接器1个总线电缆10M监测信号传输系统显示器电脑主机UPS打字机工业手机接收机显示器电脑主机打字机卖方用户环保部门RS232RS232